特种加工考试资料总结

1、电火花加工的必要条件、优缺点。

必要条件:

(1)必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙,这一间隙随加工条件而定,通常约为0.02-0.1mm;

(2)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电;

(3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行,例如煤油、皂化液或去离子水。

主要优点:

(1)适用于任何难切削导电材料的加工;

(2)可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。

电火花加工的局限性

(1)主要用于加工金属等导电材料,但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料;

(2)加工速度较慢;

(3)存在电极消耗。

2、极性效应:单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。

产生原因:在火花放电过程中,正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用,在两极表面所分配到的能量不一样,因而溶化、气化抛出的电蚀量也不一样。

影响因素:脉宽、脉间、脉冲峰值电流、放电电压、工作液和电极材料

3、电参数对生产率的影响 :提高脉冲频率f;增加单个脉冲能量Wm或者说增加平均放电电流ie和脉冲宽度ti,减小脉间t0,设法提高系数Ka、Kc。

4、RC电源特点

优点:(1)结构简单,工作可靠,成本低;

(2)在小功率时可以获得很窄的脉宽(小于0.1us)和很小的单个脉冲能量,可用作光整加工和精微加工

缺点:(1)电能利用效率很低,计算证明最大不超过36%,因大部分电能经过电阻R时转化为热能损失掉了,这在大功率加工时是很不经济的;

(2)生产效率低,因为电容的充电时间te比放电时间te长50倍以上,脉冲间隙系数太大。

(3)直流电源与放电间隙之间没有开关元件隔离,影响稳定性,此外还不能独立形成脉冲。

5、什么是电火花加工的电规准;加工时应如何选择电规准?

答:电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为电规准,电参数主要是指电压脉冲宽度、电流脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲频率、峰值电流、峰值电压和极性等。在生产过程中应根据工件的要求、电极和工件的材料、加工工艺指标和经济效果等因素来确定电规准,并在加工过程中及时的转换。

6、电火花线切割的特点及应用范围。

电火花线切割加工过程的工艺和机理,与电火花穿孔成型加工既有共性,又有特性。

1)电火花线切割加工与电火花成型加工的共性表现

(1)线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电状态,如开路、正常火花放电、短路等。

(2)线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律,材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似,可以加工硬质合金等一切导电材料。

2)线切割加工相比于电火花加工的不同特点

(1)由于电极工具是较小的细丝,故脉冲宽度、平均电流等不能太大,加工工艺参数的范围较小,属中、精正极性电火花加工,工件常接脉冲电源正极。

(2)采用水或水基工作液,不会引燃起火,容易实现安全无人运转,但由于工作液的电阻率远比煤油小,因而在开路状态下,仍有明显的电解电流。

(3)一般没有稳定电弧放电状态。

(4)电极与工件之间存在着“疏松接触”式轻压放电现象。

(5)省掉了成型的的工具电极,大大降低了成型工具电极的设计和制造费用,用简单的工具电极,靠数控技术实现复杂的切割轨迹,缩短了生产准备时间,加工周期短,这不光对新产品的试制很有意义,对大批生产也增加了快速性和柔性。

(6)电极丝比较细,可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。

(7)由于采用移动的长电极丝进行加工,使单位长度的电极丝损耗较小,特别在低速走丝切割加工时,电极丝一次性使用,电极丝损耗对加工精度的影响更小。

7、电解质:凡溶于水后能导电的物质叫做电解质;电解质与水形成的溶液称为电解质溶液,简称电解液。

8、金属的钝化:金属阳极溶解过程的超电位升高,使电解速度减慢。

9、金属的活化:使金属钝化膜破坏的过程称为活化。

10、电解加工的优缺点

优点:(1)加工范围广,不受金属材料本身力学性能的限制,可以加工硬质合金、淬火钢、不锈钢、耐热合金等高硬度、高强度及韧性金属材料,并可加工叶片、锻模等各种复杂型面。

(2)电解加工的生产效率高,约为电火花加工的5-10倍,在某些情况下,比切削加工的生产效率还高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

(3)可以达到较好的表面粗糙度(Ra1.25-0.2um)和正负0.1mm左右的平均加工精度。

(4)由于加工过程中不存在机械切削力,所以不会产生由切削力所引起的残余应力和变形,没有飞边毛刺。

(5)加工过程中阴极工具在理论上不会损耗,可长期使用。

缺点:(1)不易达到较高的加工精度和加工稳定性。

(2)电极工具的设计和修正比较麻烦,因而很难适用于单件生产。

(3)电解加工的附属设备较多,占地面积大,机床要有足够的刚性和防腐性能,造价较高。对电解加工而言,一次性投资较大。

(4)电解产物需要进行妥善处理,否则将污染环境。

11、电解液的作用

(1)作为导电电介质传递电流;

(2)在电场作用下进行电化学反应,使阳极溶解能顺利而有控制的进行;

(3)及时地把加工间隙产生内产生的电解产物及热量带走,起更新与冷却作用。 三种常用的电解液:NaCl、NaNO3、NaClO3.

12、电解磨削的原理特点

原理:电解磨削是由电解作用和机械磨削作用相结合而进行加工的,比电解加工的加工精度高,表面粗糙度小,比机械磨削的生产率高。

特点:(1)加工范围广,加工效率高;

(2)可以提高加工精度及表面质量;

(3)砂轮的磨损量小。

与机械磨削相比,电解磨削的不足之处是:加工刀具等的刃口不易磨得非常锋利;机床、家具等需要采取防蚀防锈措施;还需要增加吸气、排气装置,以及需要直流电源、电解液过滤、循环装置等附属设备。

13、激光加工的特点

特性:强度高、单色性好、相干性好、方向性好

特点:(1)聚焦后,激光加工的功率密度可高达10的八次方-10的十次方W/cm2,光能转化为热能,几乎可以溶化、气化任何材料。

(2)激光光斑大小可以聚焦到微米级,输出功率可以调节,因此可用以精密微细加工。

(3)加工所用工具是激光束,是非接触加工,所以没有明显的机械力,没有工具损耗问题。

(4)和电子束加工等比较起来,激光加工装置比较简单,不要求复杂的抽真空装置。

(5)激光加工是一种瞬时、局部溶化、气化的热加工,影响因素很多,因此,精微加工时,精度,尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证,必须进行反复试验,寻找合理的参数,才能达到一定的加工要求。

(6)加工中产生的金属气体及火星等飞溅物,要注意通风抽走,操作者应戴防护眼镜。

14、固体激光器、气体激光器的优缺点

固体激光器一般采用光激励,能量转化环节多,光的激励能量大部分转化为热能,所以效率低。为了避免固体介质过热,固体激光器通常采用脉冲工作方式,并用合适的冷却装置,较少采用连续工作方式。由于晶体缺陷和温度引起的光学不均匀性,固体激光器不易获得单模而倾向于多模输出。

气体激光器一般采用电激励,因其效率高、寿命长、连续输出功率大,所以广泛用于切割、焊接、热处理等加工。常用于材料加工的气体激光器有二氧化碳激光器、氩离子激光器等。

15、电子束加工的应用:(1)高速打孔(2)加工型孔及特殊表面(3)刻蚀(4)焊接(5)热处理(6)电子束光刻

16、离子束加工的分类:离子刻蚀、离子溅射沉积、离子镀、离子注入

17、超声加工的特点

(1)适合于加工各种硬脆材料,特别是不导电的非金属材料,例如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。对于导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金等,也能进行加工,但加工生产率较低。

(2)由于工具可用较软的材料,做成叫复杂的形状,故不需要使工具和工件作比较复杂的相对运动,因此超声加工机床的结构比较简单,只需一个方向轻压进给,操作、维修方便。

(3)由于去除加工材料是靠极小磨料瞬时局部的撞击作用,故工件表面的宏观切削力很小,切削应力、切削热很小,不会引起变形和烧伤,表面粗糙度也较好,可达Ra1-0.1um,加工精度可达0.01-0.01mm,而且可以加工薄壁、窄缝、低刚度零件。

18、超声加工的应用

(1)型孔、型腔加工(2)切割加工(3)复合加工:超声电解复合加工、超声

电火花复合加工、超声抛光及电解超声复合抛光(4)超声清洗 注:缺电解加工的生产率计算